Research press release

細胞生物学:失明したマウスの視力回復

Nature

Cell biology: Restoring vision in blind mice

繊維芽細胞の化学的再プログラム化によって視細胞様細胞が作製され、この細胞が失明マウスの視力を回復させることが実証された。この研究結果について報告する論文が、Nature に掲載される。

光を感知する視細胞の消失は、大部分の網膜疾患(加齢黄斑変性症、糖尿病網膜症など)の共通のエンドポイントであり、回復不能な失明につながる。細胞の化学的再プログラム化は、視力低下の回復に役立つ可能性があるが、感覚細胞(例えば、視細胞)の生成は、克服されていない課題だ。

今回、Sai Chavalaたちの研究チームは、5種類の化合物を投与することで、繊維芽細胞(結合組織の構造完全性を維持する細胞種)の桿体視細胞様細胞への変換を化学的に誘導できることを明らかにした。そして、マウスの胚性繊維芽細胞からの変換を化学的に誘導して得られた視細胞様細胞(CiPC)の遺伝子発現プロファイリングが行われ、CiPCが桿体視細胞に類似していることが明らかになった。次にChavalaたちは、網膜変性を起こしたマウス(14匹)の眼にCiPCを移植し、CiPCが瞳孔反射と視力を回復させられるかどうかを調べた。そのうちの6匹のマウスは、移植から3週間後と4週間後に弱い光に対する瞳孔反応が改善した。そして、(目の見えるマウスは暗い場所を好む傾向があることに基づいた)羞明検査を実施して、これら6匹のマウスの視覚機能の回復を評価した。この検査では、CiPCを移植された6匹のマウスは、暗い場所で過ごす時間が失明マウスモデルより長いことが分かった。

Cells called fibroblasts can be chemically reprogrammed to produce photoreceptor-like cells that are shown to restore vision in mice. The findings are published in Nature.

The loss of photoreceptors — cells that sense light — is the common endpoint in most retinal diseases (such as age-related macular degeneration and diabetic retinopathy) and leads to irreversible blindness. Chemical reprogramming of cells may potentially help to reverse vision loss but the generation of sensory cells, such as photoreceptors, has remained a challenge.

Sai Chavala and colleagues identified a set of five compounds that can drive the conversion of fibroblasts (a type of cell that maintains the structural integrity of connective tissues) into rod photoreceptor-like cells (named chemically induced photoreceptor cells or CiPCs). Gene expression profiling of the CiPCs derived from mouse embryonic fibroblasts revealed that they were similar to rod photoreceptors. The authors then transplanted CiPCs into the eyes of 14 mice that had retinal degeneration to test whether these cells were capable of restoring pupil reflex and vision. They found that six of the mice had improved pupil response at low light conditions three and four weeks after transplantation. Restoration of visual function in these six mice was then assessed using a light aversion test (mice that can see tend to favour dark spaces). Here, the six mice that had undergone CiPCs transplantation were found to spend more time in a dark space compared to a blind mouse model.

doi: 10.1038/s41586-020-2201-4

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